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Der nächste Start von Falcon Heavy ist wohl der bisher aufregendste

2020

SpaceXs nächster Start von Falcon Heavy ist für Montag geplant und es wird zweifellos die aufregendste und herausforderndste Mission von Falcon Heavy sein, die es je gegeben hat. Es wird der erste Nachtflug der Rakete und ihr dritter Gesamtflug sein, und es ist sowohl die Leistung selbst als auch die Nutzlast, die sie trägt, die dieses Ereignis zu einem solch monumentalen Ereignis macht.

Für den Anfang gibt es den Aspekt der Wiederverwendbarkeit. Eine Falcon Heavy-Rakete besteht im Wesentlichen aus drei zusammengeschnallten Falcon 9-Boostern der ersten Stufe. Alle drei können zurückkommen und senkrecht auf dem Boden landen, um später wiederverwendet zu werden. Die Seitenverstärker, die in dieser Mission geflogen wurden, wurden beide von der im April durchgeführten Arabsat-6A-Mission geborgen. Sie können sich also vorstellen, dass diese Mission zu etwa zwei Dritteln aus recyceltem Material besteht.

Während der Erfolg der Mission dazu beitragen wird, dass der Falcon Heavy offiziell für die Lieferung nationaler Sicherheitsnutzlasten für US-amerikanische Behörden zertifiziert wird, dreht sich die eigentliche Aufregung darum, was die Rakete dieses Mal in den Weltraum befördert. Die Falcon Heavy wird mit der Durchführung der Mission STP-2 (Space Test Program 2) des US-Verteidigungsministeriums beauftragt, die einige der dynamischsten Weltrauminstrumente und -experimente liefern wird, die jemals in die Umlaufbahn gebracht wurden. Es werden 24 verschiedene Nutzlasten in den Weltraum befördert, um einige der einzigartigsten aufkommenden Technologien und einige der neuartigsten Forschungsuntersuchungen zu testen, die von der wissenschaftlichen Gemeinschaft durchgeführt werden.

Die vielleicht bekannteste Nutzlast ist LightSail 2, der Prototyp der Sonnensegeltechnologie der Planetary Society für den Antrieb im Weltraum. Das Konzept hinter einem Sonnensegel besteht darin, Sonnenlicht als Mechanismus für den Antrieb eines Raumfahrzeugs durch den Weltraum zu verwenden, wodurch die Notwendigkeit eines endlichen chemischen Treibmittels beseitigt wird. LightSail 2 besteht aus ultradünnem Mylar, das so konstruiert ist, dass beim Auftreffen von Photonen auf das Material ein Strahlungsdruck ausgeübt wird, der eine kleine Erhöhung der Beschleunigungskraft erzeugt und das Segel nach vorne treibt. Es ist klein, aber im Laufe der Zeit baut sich diese Kraft immer mehr auf und könnte theoretisch eine Geschwindigkeit erreichen, die unsere besten chemischen Treibstofftechnologien übertrifft.

Die 7 Millionen US-Dollar teure LightSail 2 ist die zweite Version des Sonnensegelkonzepts der Planetary Society. Das erste, LightSail 1, wurde im Jahr 2015 gestartet, sollte jedoch nur einige der Hard- und Software des Raumfahrzeugs testen.

LightSail 2 wird weit darüber hinausgehen und die Fähigkeit des Raumschiffs demonstrieren, das Sonnenlicht allein zu nutzen, um seine Umlaufbahnentfernung von der Erde zu beschleunigen und zu vergrößern. Das Segel, das ungefähr 344 Quadratfuß groß ist und aus vier einzelnen dreieckigen Segeln besteht, wird zu einem 10-Pfund-Würfel in der Größe eines Brotlaibs gefaltet. Einige Tage nachdem die Mission den Cubesat in die Umlaufbahn befördert hat, springt das Sonnensegel heraus, entfaltet sich und breitet sich in seiner vollen Position aus. Das gesamte Segel ist mit einer Reihe von Solarzellen, Avionik und anderen Sensoren ausgestattet, mit denen das Missionsteam das Raumschiff navigieren und seine Ausrichtung steuern kann.

Das Team wird das Segel für die Hälfte jeder Umlaufbahn in Richtung Sonne drehen und für etwa einen Monat weiter beschleunigen und bis es eine Zielhöhe von etwa 447 Meilen erreicht, wo es möglicherweise für etwa 30 Sekunden am Nachthimmel sichtbar sein wird ein Jahr.

"Es ist wirklich eine romantische Vorstellung, die enorme praktische Anwendungen hat", sagte Bill Nye, der CEO der Planetary Society, Reportern während eines Medienanrufs am Donnerstag. "Solarsegel könnten verwendet werden, um Satelliten dabei zu helfen, Geschwindigkeiten zu erreichen, die der Erdumlaufbahn entsprechen oder" als Teil von Frachtlieferungssystemen in den Weltraum eingesetzt werden (etwas, was die zukünftige NEA-Scout-Mission der NASA zum Mond zeigen soll.) Sonnensegel werden auch als mögliche Lösung für eine rentablere interstellare Reise angesehen diese Vision, aber Nye betont, dass "der einzige Weg, von dem jeder denkt, dass wir [interstellares Reisen] machen können, mit Sonnensegeln ist".

Das andere hochkarätige Projekt, das am Montag gestartet wird, ist die Green Propellant Infusion Mission (GPIM) der NASA, eine Demonstration einer alternativen Form von In-Space-Antrieben namens AF-M315E, einem Hydroxylammoniumnitrat-Kraftstoff, der angeblich weniger giftig und weniger schädlich ist teuer und effizienter als herkömmliche chemische Treibmittel.

Christopher McLean, der Hauptforscher für GPIM bei Ball Aerospace, der an dem Projekt mitarbeitet, erklärt, dass dieses Treibmittel 50 Prozent dichter ist, was bedeutet, dass wir bei gleichem Volumen sozusagen 50 Prozent mehr Meilen pro Gallone bekommen. Was die Sicherheit anbelangt, haben die meisten herkömmlichen Treibgase wie Hydrazin einen sehr niedrigen Dampfdruck. Dies bedeutet, dass sich das Gas leicht im gesamten Raum ausbreiten und die Gesundheit der Menschen beeinträchtigen sowie möglicherweise auf andere Chemikalien reagieren und ein Feuer auslösen kann. Der AF-M315E hat dagegen keinen Dampfdruck - er könnte bedenkenlos in einem Becher auf der Theke stehen. "Wenn wir das Raumschiff betanken, können wir den Treibstoff über FedEx versenden, sagt McLean. Er kann ohne große Bedenken in eine Rakete eingebaut werden. Im Gegensatz zu den unzähligen beruflichen Gefahren durch Hydrazin (auch als potenzielles Karzinogen) vergleicht McLean AF." -M315E ist giftig für Haushaltschemikalien.

Das GPIM-Raumschiff, das am Montag startet, ist mit fünf Triebwerken für Antrieb, Lenkung und Beschleunigung ausgestattet. Innerhalb von drei Monaten wird das Raumschiff einer Reihe von Schüssen unterzogen, um zu demonstrieren, ob AF-M315E es dem Raumschiff ermöglichen wird, alles zu tun, was von einem funktionsfähigen Antriebssystem im Weltraum erwartet wird. Der eigentliche Meilenstein für GPIM wird sich verlangsamen, um die Umlaufbahn des Raumschiffs mit ausreichender Präzision und Kontrolle abzusenken, damit es nicht in die Atmosphäre eintaucht. In den folgenden 10 Monaten werden mehr Daten gesammelt, da der Rest des Treibstoffs verbraucht wird. Danach wird das GPIM-Raumschiff wieder in die Atmosphäre des Planeten eintreten.

AF-M315E wird Hydrazin wahrscheinlich nicht vollständig ersetzen, insbesondere wenn sich der Name nicht anständig ändert. McLean ist jedoch der Ansicht, dass das Sicherheitsprofil und die Kosteneffizienz des AF-M315E bei einem erfolgreichen Test die Teilnehmer ansprechen würden, die an der Raumfahrt teilnehmen möchten.

Zu den weiteren Nutzlasten von STP-2 gehört eine neue Deep Space Atomic Clock, die vom Jet Propulsion Laboratory der NASA gebaut und betrieben wird. Dabei handelt es sich um die DSX-Raumsonde der Luftwaffe, deren Aufgabe es ist, experimentelle Weltraumwettermessungen durchzuführen. Eine Reihe von meteorologischen und klimatologischen Satelliten wird gemeinsam betrieben von den USA und Taiwan, und ein neues Aufklärungs- und Überwachungsraumschiff.

STP-2 wird voraussichtlich am Montag, dem 24. Juni, um 23:30 Uhr Eastern Time vom Kennedy Space Center der NASA in Florida gestartet. Das Startfenster ist vier Stunden lang geöffnet. SpaceX versucht natürlich, alle drei Booster der ersten Stufe zu landen, und Sie können die Mission live von zu Hause aus verfolgen.

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